From Eye to Insight RELAZIONE TECNICA DI PRODUZIONE INDUSTRIALE Settore automobilistico: ispezione rapida e precisa della superficie di campioni difficilmente visualizzabili AUTORI James DeRose Redattore scientifico, Stereo & Digital Microscopy Marketing, Leica Microsystems AG, Svizzera Georg Schlaffer Product Manager, Digital Microscopy, Leica Microsystems AG, Svizzera
2 Introduzione Il controllo visivo di parti di automobili al fine di individuare imperfezioni e difetti delle superfici è un passaggio essenziale nel processo di controllo e assicurazione della qualità del prodotto (QC/QA) e di analisi del guasto (FA). Alcune di queste parti vengono realizzate con materiali difficili da analizzare con strumenti ottici, come il microscopio. Ad esempio, la gomma degli pneumatici e la plastica dei pannelli di copertura delle uscite dell'aria di un'automobile, mostrano un basso contrasto d'immagine se analizzati con le comuni tecniche di illuminazione. Ciò rende difficoltoso, se non impossibile, rilevare eventuali imperfezioni. > > Facile e rapida Inclinazione e rotazione per osservare il campione secondo prospettive diverse; > > Luce ad anello integrata e illuminazione coassiale a LED (Light- Emitting-Diode) con versatilità dei metodi di contrasto; > > Fotocamera digitale con immagini rapide dal vivo e con un'eccellente risoluzione digitale a 10 MP per immagini ad alta qualità; > > Software che consente l'analisi intuitiva e multi-funzione del campione e l'utilizzo del microscopio con profili multiutente; e Quanto segue ha lo scopo di evidenziare come il microscopio digitale Leica DVM6 possa contribuire a semplificare e velocizzare l'ispezione, l'analisi delle misurazioni e il reporting finale. > > Modalità di acquisizione tramite software abilitato/supportato, ad esempio, lo stitching XY e XYZ, e l'imaging HDR (High Dynamic Range Imaging). Migliora l'efficienza del flusso di lavoro per i campioni difficili da visualizzare Metodi più rapidi per l'ispezione e il controllo di qualità (QC) delle parti di automobili, come ad esempio pneumatici e pannelli di copertura delle uscite d'aria, si rivelano spesso un vantaggio per gli utenti. Tuttavia, processi di ispezione e QC più rapidi devono comunque produrre risultati affidabili. Questo report si concentra sulla capacità di inclinazione e la versatilità dell'illuminazione integrata del Leica DVM6 (punti in rosso sopra) e come tutto ciò semplifichi l'esame di campioni difficili da visualizzare. I microscopi digitali più aggiornati, come il Leica DVM6, rendono l'ispezione e il QC efficienti e affidabili grazie a: > > Riproducibilità dell'analisi microscopica tramite tracciamento automatizzato e memorizzazione dei più importanti parametri hardware (codifica), come ad esempio il tavolino portacampione, l'obiettivo e lo zoom ottico, l'illuminazione e le impostazioni della fotocamera, consentendo così di richiamare rapidamente le condizioni di imaging; > > Rapida modifica del rapporto d'ingrandimento con poche o nessuna interruzione del flusso di lavoro tramite scambio di obiettivi e utilizzo dello zoom 16:1 continuo ad ampio raggio;
3 La figura che segue descrive, tramite un diagramma di flusso, in che modo il Leica DVM6 può rendere più efficiente il flusso di lavoro dell'ispezione e del controllo qualità rispetto alle più comuni metodiche attuali. Il diagramma evidenzia che l'aumento di efficienza del flusso di lavoro è inversamente proporzionale alla complessità del processo e al numero di passaggi del flusso di lavoro. Leica DVM6 EFFICIENZA DEL FLUSSO DI LAVORO Configura il microscopio e inizia subito a lavorare Impara a configurare e a usare uno strumento ottico Rileva rapidamente i dettagli grazie a metodi di contrasto multipli Seleziona un accessorio di illuminazione procedendo per tentativi ed errori Acquisisci e analizza i risultati e crea velocemente un report Metodi attuali Individua i dettagli di interesse e acquisisci i risultati Trasferisci i dati offline per l'analisi dei risultati Incorpora e riformatta i risultati in un report COMPLESSITÀ/PASSAGGI DEL PROCESSO
4 Microscopio digitale Leica DVM6: configura e avvia il flusso di lavoro Configurazione semplice e veloce Dopo aver collegato il cavo di alimentazione al computer, e aver connesso il cavo USB, inserisci l'obiettivo e avvia il flusso di lavoro con Leica DVM6 servendoti del software Leica Application Suite X (LAS X). Leica DVM6 offre una distanza massima di lavoro di 60 mm e consente un'estensione 70 x 50 mm del portaoggetti. Il portaoggetti può accogliere campioni fino a 2 kg di peso. Vista dall'alto del pannello di copertura dell'uscita d'aria di un'automobile Vengono riportate qui sotto fotografie di un campione della superficie di un battistrada e della sezione trasversale di un pneumatico, la vista dall'alto e laterale di un campione del pannello di copertura dell'uscita d'aria di un'automobile, e il microscopio digitale Leica DVM6 con il pannello di copertura dell'uscita d'aria collocato sul portaoggetti. Vista laterale del pannello di copertura dell'uscita d'aria (i cerchi rossi indicano i difetti) Campione di battistrada di pneumatico Sezione trasversale (freccia rossa) del campione di pneumatico con la superficie interna rivolta in alto Leica DVM6 con pannello di copertura dell'uscita d'aria sul portaoggetti, pronto per l'osservazione al microscopio
5 Osserva il campione da diverse prospettive Inclinazione Osservando il campione secondo diverse prospettive è possibile ottenere informazioni più precise. La testa inclinabile del microscopio Leica DVM6 può essere regolata nell'intervallo +/-60 rispetto alla posizione verticale neutra. Il tavolino portaoggetti ruota tra +/-180 in modalità continua per tutto l'intervallo di regolazione. Qui sotto vengono mostrati alcuni esempi di campioni di pneumatico e di pannello di copertura dell'uscita d'aria, analizzati da diversi angoli di inclinazione. L'asse di inclinazione è eucentrica, vale a dire, è allineata al piano focale del campione. In questo modo, basta che il campione sia già a fuoco per restare a fuoco anche dopo averlo inclinato di qualsiasi angolo. Qui sotto vengono mostrate le immagini della superficie interna di uno pneumatico e di quella esterna di un pannello di copertura dell'uscita dell'aria di un'automobile registrati con Leica DVM6 insieme ai relativi angoli di inclinazione della testa del microscopio: Pneumatico di automobile, angolo di inclinazione 0 Pneumatico di automobile, angolo di inclinazione 15 : nella vista inclinata sono visibili dettagli più fini della superficie nera di gomma. Pannello di copertura dell'uscita dell'aria di un'automobile, angolo di inclinazione 0 Pannello di copertura dell'uscita dell'aria di un'automobile, angolo di inclinazione 15 : nella vista inclinata è chiaramente visibile un'imperfezione
6 Microscopio digitale Leica DVM6: Illuminazione del campione con illuminazione integrata a contrasti multipli Lea luce ad anello integrata e l'illuminazione coassiale a LED di Leica DVM6, permettono diversi tipi di metodi di contrasto, di facile e rapido utilizzo. Questi metodi di illuminazione a contrasto facilitano l'osservazione dei dettagli del campione. Tali dettagli sono normalmente difficili da vedere. I principali metodi di contrasto disponibili con l'illuminazione integrata sono il campo chiaro, il campo scuro, l'incidenza radente, e la polarizzazione a lamina quarto d'onda. In modalità Live, utilizzando la funzione Anteprima d'immagine, LAS X è in grado di acquisire automaticamente sei immagini diverse, avvalendosi di alcuni scenari di illuminazione preimpostati. Ad esempio: tipo di illuminazione, intensità di luce, tempo di esposizione, contrasto, imaging HDR, ecc. Si può poi decidere quale delle sei immagini meglio si adatta al campione corrente e utilizzarla come punto di partenza per la propria acquisizione d'immagine. È possibile utilizzare lo scenario preimpostato così com'è, oppure regolarlo finemente per ottimizzare l'immagine visualizzata in modalità Live. La modalità di anteprima d'immagine consente agli utenti di valutare gli effetti dei diversi effetti di illuminazione, contrasto, ecc. sulle immagini acquisite. Qui di seguito vengono mostrate le immagini di fili metallici, di filettature non-metalliche, della gomma di una sezione trasversale di un pneumatico d'auto e di una porzione del pannello di copertura di plastica dell'uscita d'aria di un'automobile contenenti un difetto. Le immagini sono state registrate con Leica DVM6, utilizzando l'illuminazione integrata nelle modalità di seguito indicate: Illuminazione completa ad anello della sezione trasversale di pneumatico di automobile: caratteristiche centrali evidenziate grazie alla retroriflessione Illuminazione a quarto d'anello della stessa sezione trasversale di pneumatico mostrata a sinistra: caratteristiche laterali evidenziate grazie all'incidenza radente
7 Illuminazione completa ad anello di una zona con difetto su un pannello di plastica dell'uscita d'aria di automobile Illuminazione a quarto d'anello dello stesso pannello di uscita dell'aria mostrato sopra: migliore contrasto per le imperfezioni presenti sulla superficie Il software Leica LAS X permette di selezionare le scene con illuminazione a quarto di anello o ad anello completo Anteprima d'immagine Leica LAS X: 6 immagini relative alla sezione trasversale di uno pneumatico e al pannello di uscita dell'aria (piccolo difetto) con differenti tipi di illuminazione, contrasto, etc.
8 Immagine di sezione trasversa di pneumatico senza HDR (High- Dynamic Range) Immagine di sezione trasversa di pneumatico in HDR: minore effetto d'abbagliamento prodotto da metallo riflettente Sommario Sono disponibili molte soluzioni per l'ispezione, il controllo di qualità (QC) e l'analisi del guasto (FA) di parti automobilistiche, come pneumatici e pannelli di uscita dell'aria. Il microscopio digitale Leica DVM6 offre agli utenti i vantaggi della codifica, la possibilità di modificare rapidamente il rapporto d'ingrandimento, una fotocamera da 10 MP, un software intuitivo, ecc. Come indicato sopra, la capacità di inclinazione e la versatilità dell'illuminazione integrata di Leica DVM6 risultano di grande efficacia nel corso dell'esame di campioni di difficile visualizzazione, come, ad esempio, pneumatici in gomma nera di automobili e pannelli di plastica bianca per l'uscita dell'aria delle auto. Ringraziamenti Desideriamo ringraziare Giancarlo Parma (Leica Microsystems, Italia) per averci fornito i campioni di pneumatico. Letture aggiuntive Pagina prodotto del microscopio digitale Leica DVM6 Leica Microsystems (Schweiz) AG Max-Schmidheiny-Strasse 201 9435 Heerbrugg, Svizzera Tel. +41 71 726 34 34 Fax +41 71 726 34 44 www.leica-microsystems.com Copyright by Leica Microsystems (Schweiz) AG, CH-9435 Heerbrugg, 09/2015. Soggetto a modifiche. LEICA e il logo Leica sono marchi registrati di Leica Microsystems IR GmbH.